(57)【要約】    【課題】  光変調度の調整が可能で、設置場所、設置環境に応じて最適な光変調度が容易に得られる光伝送装置を提供する。    【解決手段】  電気信号を光信号に変換するレーザダイオード９と、該レーザダイオードに入力される信号の減衰率を調整する光変調度調整手段５と、前記レーザダイオードのバイアス電流を検出するバイアス電流検出部１２と、検出されたバイアス電流に基づき設定された光変調度となる様に前記光変調度調整手段の減衰率を制御する演算処理部１３と、該演算処理部に光変調度の設定値を入力するＯＭＩ設定部を具備する。    【選択図】          図１
2006166004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を光信号に変換するレーザダイオードと、該レーザダイオードに入力される信号の減衰率を調整する光変調度調整手段と、前記レーザダイオードのバイアス電流を検出するバイアス電流検出部と、検出されたバイアス電流に基づき設定された光変調度となる様に前記光変調度調整手段の減衰率を制御する演算処理部と、該演算処理部に光変調度の設定値を入力するＯＭＩ設定部を具備したことを特徴とする光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を光信号に変換して信号の送信を行う光伝送装置、特に電気／光（Ｅ／Ｏ）変換部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光伝送に於いては、信号伝達の安定性、信頼性を維持する為、電気／光変換した場合に光変調度（ＯＭＩ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ）を一定に保つ必要がある。
【０００３】
従来、Ｅ／Ｏで変換された光信号の光変調度を一定に制御可能な光伝送装置として特許文献１に示されるものがある。
【０００４】
特許文献１には光受信装置が光伝送路で接続され、光送信装置でＥ／Ｏ変換された光信号が光受信装置で受信され、光／電気（Ｏ／Ｅ）変換される光伝送装置が示されている。
【０００５】
Ｅ／Ｏ変換部、特にレーザダイオード（ＬＤ）は入力される高周波電気信号のゲイン、或はＬＤ自体の温度変化で光変調度に影響を及し、又ＬＤに印加するバイアス電流により光変調度に変動を与えることができることから、特許文献１のＥ／Ｏ変換部では、ＬＤのバイアス電流をモニタし、モニタした結果に基づき、Ｅ／Ｏ変換された光変調度が一定となる様に、入力される高周波電気信号のゲインを調整している。
【０００６】
一方、光伝送装置は様々な環境に設置され、設置場所、設置環境によって、要求されるＥ／Ｏ変換条件が異なる。例えば、光伝送区間の３次歪み（ＩＭ３：３ｒｄ  ｏｒｄｅｒ  Ｉｎｔｅｒ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を少なくする、或は雑音（ＣＮＲ：Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を低減したいという要求がある。この場合、従来の光伝送装置の様にＥ／Ｏ変換部で変換した場合の光変調度を一定となる様一義的に制御する方法であると、それぞれの光伝送装置毎に、また設置条件毎に手動で設定しなければならず、面倒であり、設置環境毎に最適なＥ／Ｏ変換条件を実現することが難しいという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３３７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は斯かる実情に鑑み、光変調度の調整が可能で、設置場所、設置環境に応じて最適な光変調度が容易に得られる光伝送装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、電気信号を光信号に変換するレーザダイオードと、該レーザダイオードに入力される信号の減衰率を調整する光変調度調整手段と、前記レーザダイオードのバイアス電流を検出するバイアス電流検出部と、検出されたバイアス電流に基づき設定された光変調度となる様に前記光変調度調整手段の減衰率を制御する演算処理部と、該演算処理部に光変調度の設定値を入力するＯＭＩ設定部を具備した光伝送装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電気信号を光信号に変換するレーザダイオードと、該レーザダイオードに入力される信号の減衰率を調整する光変調度調整手段と、前記レーザダイオードのバイアス電流を検出するバイアス電流検出部と、検出されたバイアス電流に基づき設定された光変調度となる様に前記光変調度調整手段の減衰率を制御する演算処理部と、該演算処理部に光変調度の設定値を入力するＯＭＩ設定部を具備したので、光変調度を設置場所、設置環境に応じて設定することができ、最適な光変調度が得られるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００１２】
光伝送装置に於いて、光区間の３次歪み（ＩＭ３：３ｒｄ  ｏｒｄｅｒ  Ｉｎｔｅｒ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）と雑音（ＣＮＲ：Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を決定するのは光変調度（ＯＭＩ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｅｘ）であり、ＯＭＩは光強度の変調振幅と平均光強度の比で定義され、下記（１）式で定義される。
【００１３】
ＯＭＩ＝（光強度の変調振幅／平均光強度）
＝(Ｐpeak−Ｐave）／Ｐave
＝√（２ＰRF／ＺLD）／（Ｉb−Ｉth）    …（１）
ここで、Ｐpeak：光強度の変調振幅
Ｐave ：平均光強度
ＰRF  ：キャリア１波当りのＬＤ入力レベル
ＺLD  ：ＬＤの入力インピーダンス
Ｉb   ：バイアス電流
Ｉth  ：閾値電流
【００１４】
又、（１）式に於いて、ＺLD、Ｉb 、Ｉthは各ＬＤに対して固定値となるので、ＩＭ３及びＣＮＲの検討の際に変動可能なパラメータはＰRFのみである。従って、ＰRFの増減に対してＯＭＩが増減し、例えばＯＭＩを大きくする場合は、ＬＤの入力レベル、即ちＰRFを増大させればよい。
【００１５】
次に、光伝送区間のＩＭ３、ＣＮＲ及び利得（Ｇopt）は下記（２）式、（３）式及び（４）式で示される。
【００１６】
ＩＭ３＝ＩＭ３ref ＋４０ｌｏｇ（ＯＭＩ／ＯＭＩref）    …（２）
ここで、ＩＭ３ref ：ＯＭＩref で変調した時のＩＭ３
ＯＭＩref ：基準となるＯＭＩ、例えば０．２
【００１７】
ＣＮＲ＝［（ＯＭＩ）2 （η・Ｐr ）2 ／２］／｛［ＲＩＮ・（η・Ｐr ）2 ＋２ｑηＰr ＋（Ｉｎ）2 ］・ＢＷ｝    …（３）
ここで、ＲＩＮ    ：相対強度雑音（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｎｏｉｓｅ）
η        ：フォトダイオード（ＰＤ）の受光感度効率
Ｐr       ：平均受光レベル（例えば光ロスαならば、Ｐr ＝α・Ｐave）
ｑ        ：電気素量１．６０×１０-19 
Ｉn       ：入力換算雑音電流密度
ＢＷ      ：雑音帯域幅
【００１８】
Ｇopt ＝ＰRF_OUT−ＰRF
＝（ＺPD／２）（ＯＭＩ・η・Ｐr ）2 −（ＺLD／２）｛ＯＭＩ・（Ｉb−Ｉth）｝2     …（４）
ここで、ＺPD：ＰＤの負荷抵抗
【００１９】
上記（２）式、（３）式、（４）式からＯＭＩ（即ち、ＬＤへの入力レベル）を大きくすればＣＮＲがよくなり、ＯＭＩを小さくすればＩＭ３がよくなることが分り、又ＯＭＩを決定するとＣＮＲ、ＩＭ３が一義的に決定される。本発明では、設置場所、設置環境に応じたＣＮＲ、ＩＭ３が得られる様にＯＭＩ値を変更可能としたものである。
【００２０】
図１により本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は光伝送装置の電気／光変換部１を示しており、該電気／光変換部１にはＲＦアンプ２を介して前記電気／光変換部１に電気信号が入力される様になっており、前記ＲＦアンプ２は前記電気／光変換部１に一定レベルの電気信号が出力される様に調整されている。
【００２２】
該電気／光変換部１について説明する。
【００２３】
該電気／光変換部１の入力端子３に入力された電気信号を増幅する第１増幅部４、レーザダイオード９の利得のバラツキを吸収するＯＭＩ調整手段である第１可変減衰部５、増幅部の利得のバラツキを吸収する第２可変減衰部６、電気信号を増幅する第２増幅部７、ノイズ等をカットしてレーザダイオードへの過入力を防止する検波回路８、電気信号に対応して発光する電気／光変換器であるレーザダイオード（ＬＤ）９が順次接続され、該レーザダイオード９には光伝送部、例えば光ファイバ１１が接続されている。前記レーザダイオード９は駆動中、ペルチェ素子等の冷却手段（図示せず）により所定温度に冷却されている。
【００２４】
前記レーザダイオード９のバイアス電流Ｉｂを検出し、Ａ／Ｄ変換しバイアス検出信号Ｃｂを出力するバイアス電流検出部１２が設けられ、該バイアス電流検出部１２からのバイアス検出信号ＣｂはＣＰＵで代表される演算処理部１３に入力される様になっている。該演算処理部１３は前記バイアス電流検出部１２からの検出結果を基に前記第１可変減衰部５に対して制御信号ＣATを出力し、該制御信号ＣATはＤ／Ａ変換部１４を介して前記第１可変減衰部５に減衰量制御信号ＶATとして入力される様になっている。
【００２５】
又、前記電気／光変換部１は記憶部１５を具備しており、該記憶部１５には図２に示される様な制御データテーブル１６が格納されており、前記演算処理部１３は前記バイアス電流検出部１２からの信号に基づき前記制御データテーブル１６を参照して前記減衰量制御信号ＶATを出力する様になっている。
【００２６】
該制御データテーブル１６は、ＯＭＩに対するバイアス電流Ｉｂと前記演算処理部１３に入力されるバイアス検出信号Ｃｂ、該演算処理部１３から出力される制御信号ＣATとの関連付けが設定されている。
【００２７】
例えば、前記レーザダイオード９に入力される電気信号のレベルをＯＭＩ1 に設定した場合、ＯＭＩ1 に維持するには、バイアス電流Ｉｂ1 の時、バイアス検出信号Ｃｂ11、制御信号ＣAT11であり、バイアス電流Ｉｂ2 の場合は、バイアス検出信号Ｃｂ12、制御信号ＣAT12となる等である。
【００２８】
更に、図２に示す関係が得られる様に、バイアス電流Ｉｂに対する前記バイアス電流検出部１２への入力信号Ｖｂ、バイアス検出信号Ｃｂ、制御信号ＣAT、前記Ｄ／Ａ変換部１４からの減衰量制御信号ＶATとの関連付けが図３のデータテーブル２１に示される様に設定され、例えばバイアス電流Ｉｂ1 の時、入力信号Ｖｂ1 、バイアス検出信号Ｃｂ1 、制御信号ＣAT1 、減衰量制御信号ＶAT1 であり、その時の前記第１可変減衰部５の減衰量がＤAT1 となる等である。
【００２９】
又、前記演算処理部１３にはＯＭＩ設定部（図示せず）からＯＭＩ設定信号１７が入力される様になっており、前記ＯＭＩ設定部は設置場所、設置環境に応じ最適な前記ＯＭＩ設定信号１７を前記演算処理部１３に入力する。
【００３０】
以下、前記電気／光変換部１に於いて、ＯＭＩを一定に制御する作用について説明する。
【００３１】
設置場所、設置環境に応じ最適な前記ＯＭＩ設定信号１７が前記ＯＭＩ設定部（図示せず）より前記演算処理部１３に入力される。該演算処理部１３は入力されたＯＭＩ設定信号１７に対応するＯＭＩ値、例えばＯＭＩ1 となる様に、前記第１可変減衰部５の減衰率を制御する。
【００３２】
前記レーザダイオード９のバイアス電流Ｉｂ2 が前記バイアス電流検出部１２によって検出され、Ａ／Ｄ変換されてバイアス検出信号Ｃｂ12として前記演算処理部１３に出力される。該演算処理部１３は、入力されたバイアス検出信号Ｃｂ12を基に前記制御データテーブル１６を参照して制御信号ＣAT12を出力する。該制御信号ＣAT12は前記Ｄ／Ａ変換部１４によってＤ／Ａ変換され、減衰量制御信号ＶAT12として前記第１可変減衰部５に入力され、前記レーザダイオード９に入力される電気信号が一定となる様に減衰量ＤAT12に調整される。
【００３３】
又、前記バイアス電流検出部１２によって前記レーザダイオード９のバイアス電流Ｉｂ1 が検出された場合は、Ａ／Ｄ変換されてバイアス検出信号Ｃｂ11として前記演算処理部１３に出力される。該演算処理部１３は、入力されたバイアス検出信号Ｃｂ11を基に前記ＯＭＩ設定信号１７がＯＭＩ1 となる様に、前記制御データテーブル１６を参照して制御信号ＣAT11を出力する。
【００３４】
該制御信号ＣAT11は前記Ｄ／Ａ変換部１４によってＤ／Ａ変換され、減衰量制御信号ＶAT11として前記第１可変減衰部５に入力され、前記レーザダイオード９に入力される電気信号が一定となる様に減衰量ＤAT11に調整される。減衰量ＤATが制御され、前記レーザダイオード９の利得のバラツキが吸収され、該レーザダイオード９に入力されるＯＭＩが設定値に保持される。
【００３５】
而して、外部信号によりＯＭＩ値をＣＰＵに入力することによって所望のＯＭＩ値が実現される。
【００３６】
図４は、本発明の第２の実施の形態を示すものであり、図４中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【００３７】
該第２の実施の形態は、基本的には第１の実施の形態と同様な構成を有し、前記第１可変減衰部５の前段に第３可変減衰部１８が設けられる。前記演算処理部１３は前記第３可変減衰部１８にＤ／Ａ変換部２０を介して指令信号１９を発する。
【００３８】
前記演算処理部１３に前記ＯＭＩ設定信号１７が入力されると、前記演算処理部１３は前記第３可変減衰部１８に対し前記Ｄ／Ａ変換部２０を介して指令信号１９を発し、前記第３可変減衰部１８は出力信号が前記演算処理部１３からの前記指令信号１９に対応したＯＭＩとなる様な減衰率を設定する。
【００３９】
第２の実施の形態に於ける記憶部１５に格納される制御データテーブル１６は図５に示される。又、前記第１可変減衰部５は図３で示されるデータテーブル２１を有しており、このデータテーブルはＯＭＩ値によらず固定とする。
【００４０】
ＯＭＩ値（ＯＭＩ）がＯＭＩ1 の時、ＣＰＵ出力値（ＣOMIAT)がＣOMIAT1 とし、ＣOMIAT1は前記Ｄ／Ａ変換部２０にてＶOMIAT1に変換され（ＤＡＣの出力電圧値ＶOMIAT)、第３可変減衰部１８の減衰量（ＤOMIAT）がＤOMIAT1 に制御される。ＯＭＩ値は設置場所の各環境下に於いてユーザよりＯＭＩ設定部を介して任意に入力されることにより、各ＯＭＩ値に対応したＣＰＵ出力値が出て前記第３可変減衰部１８の減衰量が制御される。
【００４１】
第２の実施の形態に於いては、前記第１可変減衰部５の減衰量を調整するとτ−ＬＤのバイアス値をモニタし、Ｅ／Ｏ変換された光変調度が一定になる様に利得を制御し、前記第３可変減衰部１８では光変調度を変更させる場合に光変調度に対応させ減衰率を変更することで利得を可変させる。従って、第２の実施の形態ではＬＤの光変調度を一定にする調整と、光変調度を変更する調整とを個別に行えるので、ＣＰＵの持つデータテーブルが簡素化されると共に調整が簡略化し、安定する。又、第１可変減衰部５と第３可変減衰部１８の２つで光変調度を調整することになるので、光変調可変の幅が大きくなる。
【００４２】
以上説明した様に、本発明によれば電気／光変換部１に於いてＬＤバイアス値をモニタし、そのＬＤバイアス値によりＯＭＩが一定値になる様前記電気／光変換部１の利得を自動調整し、更に各環境下に於いてＯＭＩを変動させることを可能とし、光伝送装置の最適なＩＭ３・ＣＮＲを実現する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】該第１の実施の形態で使用されるデータテーブルを示す図である。
【図３】該第１の実施の形態に於ける各部位の信号の関係を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す概略構成図である。
【図５】該第２の実施の形態で使用されるデータテーブルを示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１              電気／光変換部
２              ＲＦアンプ
５              第１可変減衰部
６              第２可変減衰部
９              レーザダイオード
１３            演算処理部
１４            Ｄ／Ａ変換部
１５            記憶部
１６            制御データテーブル
１７            ＯＭＩ設定信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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